他在南方城市长大,却在北方生活了大半辈子。他师从我国著名玉米育种家吴绍骙,“青出于蓝而胜于蓝”地选育出了中国第二大玉米推广品种,突破了玉米雄性不育安全生产难题,成功进行了玉米改良单交,推动了自交系异地培育,点石成金般地把河西走廊变成了我国最好的玉米制种基地。
他就是优秀玉米遗传育种家、河南农业大学教授陈伟程!
创新在于坚持
出生在广西梧州的陈伟程,中学没毕业就被推荐到河南大学农学院(现为河南农大)学习,他在克服了水土不服等困难,起早贪黑地补习完高中课程并以优异的成绩从大学毕业后,师从著名玉米育种家吴绍骙教授学习遗传育种,这一干就是49年。
玉米雄性不育,是玉米遗传育种上一个里程碑的技术。它可以使玉米在制种的过程中,省去大量人工去雄的投入,并保证种子的质量。玉米雄性不育有T、S、C三大类群不育系,但是T大群由于T小种造成减产和S大群不稳定均已得不到应用。
1988年,河北农科院魏建昆等人提出C型不育系不宜在生产上大面积推广的理论时,四川省又发生了雄性不育胞质杂交种C743,因恢复性不稳定导致部分大田结实不良而减产的事故。国家“七五”后终止对此立项,玉米雄性不育利用研究顿时陷入低谷。
多年跟雄性不育利用打交道的陈伟程,经过科学分析,惊喜地发现河北农科院利用的材料只是C型三个亚群中的一个亚群,而另外两个亚群极有可能不受专化性感染。于是,陈伟程主动提供实验材料,与河北省农科院一起开展联合攻关。同时,他又找来了在四川备受课题终止打击的黄宜祥,开展了改良单交的实验。
很快,陈伟程等人的研究最终证实:C小种只是对C群中的CⅠ亚群(C型)具有专化性感染,对CⅡ、CⅢ亚群的Rb、Bb、Es不育胞质不产生专化性感染,从而筛选出至少三种可以利用的抗病不育胞质类型,解决了雄性不育安全生产的关键难题。
陈伟程又从细胞学、分子遗传学水平上阐明了C群雄性不育恢复系遗传机理,在此基础上筛选出单基因强恢复源A169、矮广10等,为选育恢复性稳定的强恢复系奠定了基础。在该项基础研究中,陈伟程首次在国内外提出C型胞质雄性不育的恢复受Rf4、Rf5两对重叠恢复基因控制,利用分子微生物学方法,在国内外首次将Rf5定位在第5染色体长臂上,后该成果被大量引用与证实。
黄宜祥回到四川,很快成立了“玉米种子生产技术协作组”,在全国12个省(区)推广由陈伟程育成Mo17的姊妹种配制中丹2号、丹玉13等主推品种的改良单交种子,获得了巨大成功。据统计,改良单交种推广的6年中,累计制种92.35万亩,增产46.35%,累计推广改良单交种9266.1万亩,平均增产4.74%,新增加产值5.67亿元。
当时的中科院学部委员李竞雄在对该项目进行评审时这样写道:“本成果的获得已经超过一般玉米基本原理,它的科学价值在于说明杂种优势的获得是可以通过多途径的。”学部委员谭家桢认为,“这是我国科技工作者成功运用遗传学的基本原理与技术解决生产实际问题的又一范例,是一项有创新意义的科研成果。”后来,该成果获得国家科技进步三等奖。
开辟玉米种业的新天地
“丝绸古道,七月祁连雪,走廊绿洲麦浪掀,到处繁华似锦。温光条件优越,最适种子生产,今逢大好机遇,携手做出贡献。”这是陈伟程在1992年8月去甘肃甘州玉米制种基地时填的一首词《清平乐——走廊之行有感》。如今的河西走廊已经是全国规模最大的高产优质玉米制种基地,走廊人民不会忘记,正是陈伟程,成就了他们的美好生活。
我国过去玉米制种基地主要在东北地区,但是东北作为制种基地存在着干旱等气候条件,极易导致全国大面积玉米缺种的大缺陷。1989年陈伟程的改良单交技术推广时,需要一个繁殖亲本的基地。经过实地考察,陈伟程如获至宝地发现甘肃张掖的自然条件非常适合制种:光照充足,祁连山的融雪提供了灌溉的充足水源。1991年,他开始在该地做200亩亲本示范制种,一举获得成功,产量达400~500公斤。
1992年,陈伟程等人开始在河西走廊大面积地制种,在采用改良单交技术进行亲本配制的改良丹玉13和中丹2号等杂交种推广的6年里,仅甘肃张掖每年就培育出十几万公斤的良种。
1997年,陈伟程育成豫玉22新品种,1997~1998年,河南农业大学先后与中种集团承德长城种子公司、襄樊正大农业开发有限公司和北京奥瑞金种子科技开发有限公司签订有偿使用协议。在陈伟程的策划下,三个授权单位全部在张掖集中进行豫玉22的制种,促进了当地经济的发展,并由此拉开了中国玉米制种基地从东北向西部转移的序幕。
据了解,1996年,河西走廊地区制种面积约3万亩,2000年增加到10万亩,2004年猛增到105万亩,产种量4亿公斤,占全国用种量的50%以上。2004年年底,张掖市政府授予陈伟程“西部种子生产基地开拓者”荣誉称号。
然而,陈伟程还是敏锐地看到了河西走廊制种业存在的局限性。他说,河西走廊目前的制种业太过于集中,并且发展的空间很小,从种子安全的角度考虑,制种业不宜太过于集中,如果出现早霜、低温将会使得全国大面积缺种。“应该开辟新的制种基地,目前,能够像河西走廊这样好的自然条件的地区只有新疆!”
根据国内外50年来玉米雄性不育利用研究和应用实践证明,该技术要在生产上得到广泛应用,保证安全,必须解决三大技术难题:一是从已有的不育系中筛选出抗病的不育胞质;二是筛选出优良的不育源;三是寻找强恢复系的恢复源。
陈伟程在解决雄性不育安全生产的关键难题后,又对实现玉米雄性不育安全生产的其他技术难题进行了攻关。他阐明了C群不育系小孢子败育的细胞学机理,通过不育胞质杂交种恢复稳定性研究,找到了含单个恢复基因(Rf4)的理想恢复源,雄性不育的三大难题均得到了解决。随着我国玉米制种业的快速发展及新疆新制种基地的开辟,雄性不育技术将会大有作为!
培育辉煌
1957年,在吴绍骙教授的主持下,陈伟程率先完成了玉米自交系异地培育的研究,在与当时权威学术理论相悖的情况下,证明了冬季利用南方温暖条件增加种植一代是加速玉米育种可行的措施。经过1956年到1988年的研究和应用,该成果迅速被全国的育种界公认和普遍采用,此间南繁面积累计达到164万亩,收获种子两亿多公斤。李竞雄院士给予了“这是不同于一般单项的微观研究能够与它相提并论的,与国外同类事例相比,该研究在性质上也属于领先地位”的高度评价。
河南农大陈彦惠教授告诉记者,陈伟程科研、学术严谨和严格要求,以及“沿着一个方向坚持下去一定有所收获”的教导让他获益终生。事实上,受益的远不止陈彦惠一人,这些年来,陈伟程共培养了30余名硕士生,其中19人获国内外博士学位。
他的学生们拿了很多的奖,作为学科带头人,陈伟程参与了研究,本应该同样享有,但是,他放弃了……在由陈伟程参与研究的项目中,这种放弃是经常的,其中包括与河北农科院联合攻克雄性不育关键技术以及推广改良单交获得成功时河北和四川颁发的奖励。面对疑惑,陈伟程说,“搞农业的人最重要的是要为中国农业、为中国最广大的农民做点你能做的事情,我们的最终研究方向是把科研成果有效地最快地转化为生产力,最终目的是使农民增收增产,让广大的农民从你的研究中获益,这本身就是对你工作最大的褒奖!”
“玉米新品种的选育,要立足农民传统的种植习惯,立足我国目前的农业生产实际,立足解决我国玉米生产中存在的问题,这样选育出的品种农民才欢迎,同时能够快速实现产业化。”豫玉22就是这样,它有较强的抗旱性,大穗、高产、便于田间管理、节约投工,非常适合农民的种植习惯。短短的几年时间,该品种就在全国22个省进行了大面积推广。
据介绍,传统的玉米种子生产技术粗放、质量不高,经过陈伟程的策划,豫玉22的生产采用多种措施实现种子生产的标准化、优质化和国内领先水平质量,并开拓了我国种子企业售后服务的先河,从根本上改变了我国种子生产技术粗放、质量不高的状况,缩小了我国与先进国家的差距,有力推动了我国种业的改革和发展。
从不看重成绩的陈伟程,还有很多事情要做。“我们要站在中国玉米发展的高度上进行研究,站在玉米遗传育种、生产、推广的高度进行玉米的研究,在宏观上来考虑问题进行研究,要针对中国玉米基础理论研究,提高中国玉米事业的发展。”这是一位为中国玉米耕耘了一辈子的育种家的肺腑之言。当我们就要结束采访时,耳边再次响起河南农大教授刘宗华对记者说的那句话:“从陈老师的身上,我们感受最深的是他那种为中国玉米献身的精神。”
是啊,中国正是有陈伟程这样甘于为中国农业奉献的人,我们的农业才在建国后创造了世界瞩目的成绩。此刻,我们似乎看到阳光透过叶片照到黄澄澄的玉米穗上,反射出饱满的丰收,反射着金色的希望……
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